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CAPÍTULO 2 - ANÁLISE DE TENSÕES E DEFORMAÇÕES

2.1 - Introdução
Os conceitos mais fundamentais no dimensionamento de elementos de máquinas são a tensão e a deformação. Conhecidas as cargas atuantes nos elementos de máquinas, pode-se determinar as tensões resultantes. Neste capítulo relacionamos as tensões atuantes no corpo como um todo, sendo distintas das tensões superficiais ou tensões de contato. As tensões resultantes de carregamento estático também serão analisadas neste capítulo.

2.2 - Tensão
A tensão representa a intensidade da força de reação em um ponto do corpo submetido a cargas de serviço, condições de fabricação e variações de temperatura. A tensão é medida como a força atuante por unidade de área de um plano.

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ΔP – Vetor força que atua sobre o elemento de área ΔA
FIGURA 1 – Cargas atuantes em elemento infinitesimal.
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σxx, ( xy, (xz são as componentes de tensão associadas ao plano x do ponto O σ - tensão normal: tensão perpendicular ao plano de análise
( - tensão de cisalhamento: tensão que atua paralelamente ao plano.

Em uma peça submetida a algumas forças, a tensão é geralmente distribuída como uma função continuamente variável dentro do contínuo do material. Cada elemento infinitesimal do material pode experimentar diferentes tensões ao mesmo tempo. Deve-se olhar as tensões como atuando em pequenos elementos dentro da peça.
A figura abaixo mostra um cubo infinitesimal do material da peça que é submetida a algumas tensões tridimensionais. As faces deste cubo infinitesimal são paralelas a um conjunto de eixos xyz tomados em uma orientação conveniente. A orientação de cada face é definida pelo vetor superficial normal como mostra a figura. A face x tem sua superfície normal paralela aos eixos x etc. Note que há duas faces x, duas faces y e duas faces z, sendo uma positiva e a outra negativa, como definido pelo sentido de seu vetor normal à superfície. Os nove componentes de tensão atuando nas